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CORSO DI LAUREA MAGISTRALE in INGEGNERIA CHIMICA E DEI PROCESSI SOSTENIBILI
Anno Accademico 2021/22
DIPARTIMENTO SCIENZA APPLICATA E TECNOLOGIA
Collegio di Ingegneria Chimica e dei Materiali
Sede: TORINO
Durata: 2 anni
Classe di laurea n° LM-22: INGEGNERIA CHIMICA
Referente del corso
DEORSOLA FABIO ALESSANDRO   referente.chimica@polito.it
Corso tenuto in Italiano, Inglese

Risultati di apprendimento attesi
Conoscenza e capacità di comprensione
Il Corso di Laurea si presenta attraverso quattro aree di apprendimento. La prima è volta a integrare la formazione di base, scientifica e di ingegneria industriale; la seconda riguarda la formazione caratterizzante l'ingegneria chimica; la terza è relativa alla formazione specialistica ed è formata dagli orientamenti, alternativi, di tre insegnamenti ciascuno e da due ulteriori insegnamenti a scelta. La quarta area di apprendimento, infine, è costituita dalla formazione collegata alla preparazione della tesi finale.
La base ingegneristica viene arricchita dallo studio di metodi numerici avanzati per la risoluzione dei problemi di calcolo (Calcolo numerico) e dall'approfondimento delle conoscenze relative alla meccanica strutturale di interesse per l'ingegnere chimico (Costruzione di apparecchiature per l'industria chimica).
L'approfondimento di tematiche di base dell'ingegneria chimica è invece condotto in una serie di insegnamenti che presentano: i modelli matematici comunemente utilizzati per descrivere sistemi e processi chimico-fisici e di trasferimento di materia e energia (Fenomeni di trasporto e fluidodinamica computazionale); i fondamenti scientifici e metodologici per progettare e controllare processi chimici identificandone i comportamenti critici dal punto di vista della sicurezza (Controllo avanzato/tecnica della sicurezza ambientale); le apparecchiature per la conduzione di operazioni unitarie nell'industria di processo (Progettazione di apparecchiature multifase); i principi di funzionamento ed il progetto dei reattori chimici cosiddetti “reali”, ovvero quelli per i quali si tiene conto dell'influenza degli aspetti fluidodinamici sulla cinetica di conversione (Reattori chimici ed elettrochimici); i processi dell'industria petrolchimica, con l'obiettivo di promuovere lo sviluppo di capacità di interpretazione di un processo chimico su scala industriale e l'uso di modelli matematici idonei a rappresentare il processo (Chimica industriale e simulazione di processo); i fondamenti chimico-fisici per comprendere i principali fenomeni che hanno luogo nei sistemi finemente dispersi e i rudimenti dei codici di calcolo per la stima di proprietà di trasporto ed equilibrio a partire dalla struttura molecolare dei componenti (Chimica fisica applicata).
Gli orientamenti proposti propongono l'approfondimento di conoscenze di biologia, biochimica e di processi legati all'industria alimentare, oppure i metodi di sviluppo di processi chimici, fino ad arrivare alla progettazione di dettaglio. Infine, nell'ambito degli insegnamenti a scelta viene proposto l'approfondimento delle tecnologie più innovative per lo sfruttamento di risorse rinnovabili per via chimica (Utilizzo sostenibile delle biomasse a fini energetici) e della scienza della catalisi (Catalisi per l'ambiente e l'energia)
Vista la varietà degli insegnamenti, anche gli strumenti didattici utilizzati sono variegati e comprendono: lezioni frontali, visite guidate a impianti, prove sperimentali di laboratorio, esercitazioni in aula e in laboratorio informatico, con impiego di libri di testo, dispense didattiche in lingua italiana e inglese, software dedicato, uso di database per ricerche bibliografiche. A seconda dell’insegnamento, le esercitazioni possono essere condotte in modo autonomo da ciascuno studente o da gruppi di lavoro.
Le conoscenze acquisite e le capacità applicative vengono accertate attraverso prove scritte e orali e presentazioni delle applicazioni svolte, anche con discussione della documentazione preparata dagli studenti contenente i risultati ottenuti da calcoli, software e prove di laboratorio.
Capacità di applicare conoscenza e comprensione
Il laureato magistrale applica le competenze che ha acquisito mostrando la capacità di:
- descrivere un problema tecnico/scientifico mediante lo sviluppo di modelli matematici;
- risolvere, analiticamente o numericamente, i modelli matematici più semplici e essere in grado di utilizzare in maniera “consapevole” codici numerici forniti da terze parti per i problemi più complessi;
- valutare criticamente i risultati di simulazione e verifica ottenuti da modelli numerici in modo da identificarne i loro limiti e campo di applicazione;
- progettare, sia strutturalmente che funzionalmente, le principali apparecchiature di processo,
- applicare le conoscenze scientifiche e metodologiche all’analisi e soprattutto dello sviluppo di processi chimici sostenibili;
- applicare le conoscenze scientifiche e metodologiche al controllo e alla conduzione di impianti dell'industria di processo.
Nel CdS queste capacità vengono sviluppate essenzialmente mediante esercitazioni di calcolo, sia in aula che in laboratorio informatico. Le attività possono essere svolte sia individualmente che con lavoro di gruppo, avvalendosi anche di software dedicato, accesso alle principali banche dati e ai servizi bibliotecari on-line. Le capacità applicative vengono accertate attraverso prove scritte e orali e presentazioni delle applicazioni svolte, anche con discussione della documentazione preparata dagli studenti.
 

Area di apprendimento Risultati di apprendimento attesi Insegnamenti / attivita formative
Ingegneria industriale   Conoscenza e comprensione
La base ingegneristica viene arricchita, da un lato, dallo studio di metodi numerici avanzati per la risoluzione dei problemi di interesse progettuale o generalmente ingegneristico:
- approssimazione di dati e funzioni;
- risoluzione di sistemi di equazioni non lineari;
- risoluzione di equazioni differenziali ordinarie;
- risoluzione di equazioni differenziali alle derivate parziali.
Inoltre, il corso di studio prevede un approfondimento delle conoscenze relative alla meccanica strutturale, finalizzato al calcolo della resistenza strutturale degli elementi meccanici e, in particolare, dei collegamenti e dei recipienti in pressione.
Gli strumenti didattici utilizzati per sviluppare queste competenze e le relative capacità comprendono lezioni frontali, esercitazioni di calcolo in aula e in laboratorio informatico con attività individuali o in gruppo, con impiego di libri di testo, dispense didattiche, software dedicato. Ogni insegnamento indica quanti crediti sono riservati a ciascuna modalità didattica. Le capacità applicative vengono accertate attraverso prove scritte e orali per valutare sia la conoscenza teorica che le capacità di tipo applicativo.

Capacità di applicare conoscenza e comprensione
L’ingegnere laureato in questo settore mostra capacità di risolvere analiticamente o numericamente problemi di interesse ingegneristico, attraverso una definizione dei problemi in termini matematici, anche complessi (alle derivate parziali, o multidimensionale) e un approccio alla risoluzione delle equazioni derivanti, di tipo rigoroso o anche approssimato/pragmatico. Inoltre, egli si mostra in grado di eseguire calcoli strutturali per le principali apparecchiature di processo e di fare valutazioni di resistenza strutturale di componenti, anche finalizzate ad analisi di rischio.
Queste capacità vengono sviluppate attraverso esercitazioni di calcolo in aula e in laboratorio informatico. Le capacità applicative vengono accertate attraverso prove scritte e orali e presentazioni delle applicazioni svolte, anche con discussione della documentazione preparata dagli studenti contenente i risultati ottenuti dai calcoli delle esercitazioni.

 
Calcolo numerico - 26AGIMW - MAT/08 (8 cfu)
Costruzione di apparecchiature per l'industria chimica - 01OCNMW - ING-IND/14 (6 cfu)
 
Ingegneria chimica   Conoscenza e comprensione
I laureati del Corso di Laurea Magistrale in Ingegneria Chimica e dei Processi Sostenibili acquisiscono un'approfondita conoscenza e comprensione dei fondamenti scientifici e delle metodologie caratteristiche dell'ingegneria chimica, in particolare quelle impiegate nell'analisi e nello sviluppo di processi innovativi.
Devono quindi conoscere:
- i modelli matematici comunemente utilizzati per rappresentare sistemi e processi chimico-fisici;
- le metodologie e i criteri da impiegare nella formulazione di modelli matematici innovativi adatti a risolvere specifici problemi complessi;
- i fondamenti scientifici e metodologici per l'analisi e lo sviluppo di processi chimici sostenibili;
- i fondamenti scientifici e metodologici per progettare e controllare processi chimici;
- i metodi e le procedure da applicare per la conduzione di impianti dell'industria di processo.
Lo sviluppo di questa conoscenza avviene per mezzo di una serie di insegnamenti comuni a tutti gli studenti. La teoria approfondita dei processi di trasferimento di materia e energia e le tecniche numeriche per risolvere le equazioni risultanti sono descritte nell’insegnamento di Fenomeni di trasporto e fluidodinamica computazionale; le metodologie necessarie per gestire e controllare processi chimici complessi, identificandone anche i comportamenti critici dal punto di vista della sicurezza, sono trattate nel corso di Controllo avanzato/tecnica della sicurezza ambientale; il corso di Multiphase equipment design è focalizzato sulla progettazione funzionale delle apparecchiature necessarie alla conduzione di operazioni unitarie nell'industria di processo; i principi di funzionamento ed il progetto dei reattori chimici cosiddetti “reali”, ovvero quelli per i quali si tiene conto dell'influenza degli aspetti fluidodinamici sulla cinetica di conversione, sono l’oggetto del corso di Reattori chimici multifase; l’insegnamento di Industrial chemistry and process simulation ha l'obiettivo di sviluppare la capacità di interpretazione di un processo chimico su scala industriale attraverso l’uso di opportuni modelli matematici, focalizzandosi in particolare sui processi petrolchimici; il corso di Applied physical chemistry, infine, introduce i metodi necessari per consentire all’allievo di analizzare i processi anche alla microscala molecolare e alla mesoscala colloidale.
Gli strumenti didattici comprendono lezioni frontali, esercitazioni in aula e in laboratorio informatico, con impiego di libri di testo, dispense didattiche in lingua italiana e inglese, software dedicato. A seconda dell’insegnamento, l’attività di esercitazione può essere condotta in modo autonomo da ciascuno studente o da gruppi di lavoro. Le conoscenze e le capacità applicative vengono accertate attraverso prove scritte e orali e valutazione di documentazione preparata dagli studenti, allo scopo di valutare sia la conoscenza teorica della materia che le capacità di tipo applicativo.
Capacità di applicare conoscenza e comprensione
Il laureato magistrale applica le competenze che ha acquisito mostrando la capacità di:
- descrivere un problema tecnico/scientifico mediante lo sviluppo di modelli matematici;
- valutare criticamente i risultati di simulazione e verifica ottenuti da modelli numerici in modo da identificarne i loro limiti e campo di applicazione;
- applicare le conoscenze scientifiche e metodologiche alla base dell’analisi e soprattutto dello sviluppo di processi chimici sostenibili;
- applicare le conoscenze scientifiche e metodologiche alla progettazione, al controllo e alla conduzione di impianti dell'industria di processo.
Gli strumenti didattici per sviluppare queste capacità comprendono esercitazioni con attività individuali o in gruppo, con impiego di libri di testo, dispense didattiche in lingua italiana e inglese, software dedicato e attrezzature di laboratorio. Le capacità applicative vengono accertate attraverso prove scritte e orali e presentazioni delle applicazioni svolte, anche con discussione della documentazione preparata dagli studenti contenente i risultati ottenuti da calcoli e uso di software tecnico.

 
Applied physical chemistry - Physical chemistry of dispersed systems - 01RWRMW - ING-IND/23 (6 cfu)
Applied physical chemistry - Statistical mechanics for chemical engineering - 01RWRMW - ING-IND/23 (4 cfu)
Controllo avanzato/Tecnica della sicurezza ambientale - Controllo avanzato - 03NFNMW - ING-IND/26 (5 cfu)
Controllo avanzato/Tecnica della sicurezza ambientale - Tecnica della sicurezza ambientale - 03NFNMW - ING-IND/26 (5 cfu)
Fenomeni di trasporto e Fluidodinamica computazionale - Fenomeni di trasporto - 01NFLMW - ING-IND/24 (5 cfu)
Fenomeni di trasporto e Fluidodinamica computazionale - Fluidodinamica computazionale - 01NFLMW - ING-IND/26 (5 cfu)
Industrial chemistry and process simulation - Industrial chemistry for oil and polymers - 06RWNMW - ING-IND/27 (5 cfu)
Industrial chemistry and process simulation - Process simulation - 06RWNMW - ING-IND/27 (5 cfu)
Multiphase equipment design - 01RWPMW - ING-IND/25 (8 cfu)
Reattori chimici multifase - 01TXNMW - ING-IND/24 (8 cfu)
 
Percorso specialistico   Conoscenza e comprensione
E’ atteso che il laureato approfondisca la conoscenza in aspetti più specifici quali la processistica dell’industria alimentare, i concetti della green chemistry, i processi innovativi per la salvaguardia dell'ambiente, la biochimica industriale o la catalisi. In particolare l’orientamento “biotecnologico-alimentare” verte su aspetti di biologia, biochimica e processistica alimentare (insegnamenti: Biochimica industriale, Processi e tecnologie dell’industria alimentare, Fondamenti di impianti biochimici). L’orientamento “progettazione e sviluppo di processo” (insegnamenti: Progettazione e analisi degli esperimenti nell'industria di processo, Fondamenti di sviluppo dei processi chimici, Progettazione di processi innovativi) sviluppa le competenze progettuali e processistiche. Infine, l’orientamento “Sostenibilità di processi e prodotti nell’industria chimica” (insegnamenti: Processi e tecnologie per l’ambiente, Sostenibilità nell’industria chimica, Tecniche di intensificazione di processo) ha l’obiettivo di sviluppare competenze nell’ambito della valutazione della sostenibilità dei processi chimici, proponendo modifiche volte alla loro intensificazione, con attenzione all’impatto ambientale. Nell'ambito degli insegnamenti a scelta, poi, si propongono allo studente l'approfondimento delle tecnologie più innovative per lo sfruttamento di risorse rinnovabili per via chimica (Utilizzo sostenibile delle biomasse a fini energetici), della scienza della catalisi (Catalisi per l'ambiente e l'energia), del packaging per alimenti (Tecnologie per il food packaging), dell’elettrochimica e delle tecnologie che la coinvolgono (Electrochemical power sources), delle biotecnologie farmaceutiche (Principi di biotecnologie farmaceutiche), della corrosione e protezione dei materiali (Corrosione e protezione dei materiali), dei tessuti per applicazioni speciali (High performance fibres for composites, sportswear and protecnion).
Gli strumenti didattici comprendono lezioni frontali, esercitazioni in aula e in laboratorio informatico, con impiego di libri di testo, dispense didattiche in lingua italiana e inglese, software dedicato. A seconda dell’insegnamento, l’attività di esercitazione può essere condotta in modo autonomo da ciascuno studente o da gruppi di lavoro.

Capacità di applicare conoscenza e comprensione
Abilità nel tradurre i concetti appresi in decisioni operative di tipo quantitativo e a maggiore spendibilità applicativa
 
Biochimica industriale - 01QXFMW - BIO/10 (6 cfu)
Fondamenti di impianti biochimici - 01SSCMW - ING-IND/25 (6 cfu)
Fondamenti di sviluppo dei processi chimici - 02OCTMW - ING-IND/24 (2 cfu)
Fondamenti di sviluppo dei processi chimici - 02OCTMW - ING-IND/26 (6 cfu)
Intensificazione di processo - 01TZQMW - ING-IND/25 (2 cfu)
Intensificazione di processo - 01TZQMW - ING-IND/27 (4 cfu)
Processi e tecnologie dell'industria alimentare - 03OCSMW - ING-IND/24 (6 cfu)
Processi e tecnologie dell'industria alimentare - 03OCSMW - ING-IND/25 (2 cfu)
Processi e tecnologie per l'ambiente - 01QXHMW - ING-IND/25 (6 cfu)
Progettazione di processi innovativi - 01OCVMW - ING-IND/25 (6 cfu)
Progettazione e analisi degli esperimenti nell'industria di processo - 01TXQMW - ING-IND/26 (6 cfu)
Sostenibilità nell'industria chimica - 01TZPMW - ING-IND/27 (8 cfu)
 
Crediti liberi     Crediti liberi - 20ICPMW - *** N/A *** (14 cfu)
 
Prova finale   Conoscenza e comprensione
La prova finale richiede allo studente di svolgere una tesi riferita ad un’attività originale, estendendo le proprie conoscenze oltre i contenuti svolti nel percorso formativo precedente. La realizzazione di tale attività pone lo studente nelle condizioni di operare in autonomia, sotto la guida di uno o più relatori, stimolando le proprie capacità di comprensione della documentazione allo stato dell’arte e delle modalità di impiego di risorse dedicate quali impianti pilota, programmi di calcolo, strumentazione di laboratorio, materiali per la realizzazione di manufatti.
Capacità di applicare conoscenza e comprensione
Nella prova finale, le capacità applicative vengono evidenziate dalle scelte operative che si realizzano nel corso dell’attività di ricerca, di tipo teorico e/o sperimentale che siano, nonché dalla produzione dell'elaborato di tesi; esse sono accertate durante la discussione della tesi attraverso la discussione pubblica finale

 
Tesi - 22EBHMW - *** N/A *** (16 cfu)
 
Autonomia di giudizio
Il Laureato Magistrale in Ingegneria Chimica e dei Processi Sostenibili sviluppa la sua autonomia di giudizio applicando le teorie e metodologie caratteristiche dell'ingegneria chimica alla risoluzione di problemi complessi nell'ambito dell'industria di processo. Gli insegnamenti di carattere applicativo, in particolare quelli di progettazione e sviluppo di processo, abbinano alla formazione teorica esempi applicativi e coinvolgono gli allievi individualmente e in gruppo nella risoluzione di specifici problemi che riguardano l'analisi, il controllo o lo sviluppo di processi innovativi sostenibili.

L'autonomia di giudizio viene acquisita attraverso il lavoro di studio personale o la discussione in attività di gruppo, la predisposizione di relazioni su problemi specifici, anche partendo da informazioni limitate o incomplete, e la preparazione della dissertazione finale. Il raggiungimento dei risultati di apprendimento previsti viene verificato nelle singole prove d'esame e nella prova finale
Abilità comunicative
Il laureato magistrale in ingegneria chimica e dei processi sostenibili è in grado di interagire con persone di aree culturali aventi competenze tecniche e scientifiche diverse al fine di ottimizzare l'efficacia delle attività svolte da un gruppo di lavoro. Il laureato è in grado di comunicare efficacemente, in forma scritta e orale, informazioni idee e soluzioni con un elevato livello di conoscenza e competenza. Durante il percorso formativo, lo studente viene stimolato ad esprimere la propria attitudine ad assumere ruoli di responsabilità nei quali le informazioni organizzative o tecniche vengono comunicate con chiarezza e determinazione. In particolare, la capacità di comunicare in modo chiaro e puntuale le conclusioni ottenute su temi specifici viene stimolata dalla richiesta di redigere relazioni tecniche, tramite attività formative che prevedono laboratori ed esercitazioni individuali o di gruppo, dalle discussioni in aula nel corso delle lezioni e dalle modalità di verifica delle prove d'esame, in cui in genere si predilige la forma orale. Inoltre, lo studente può affinare le proprie abilità comunicative svolgendo la prova finale in collaborazione con entità esterne nazionali o internazionali.

Il percorso formativo promuove l'attitudine a lavorare in un quadro internazionale attraverso attività e documentazione in lingua inglese, oppure svolgendo all’estero periodi di studio o percorsi di doppia laurea organizzati dall'ateneo sulla base di accordi internazionali. La discussione della prova finale (Tesi) rappresenta il momento conclusivo del percorso formativo in cui lo studente esprime, insieme alle proprie competenze, le proprie abilità di comunicazione
Capacità di apprendimento
Il percorso formativo offerto permette allo studente di sviluppare quelle capacità di apprendimento che consentono di approfondire ed estendere in modo autonomo le proprie conoscenze. La disponibilità di materiale di diverso tipo (libri e monografie, software, materiale multimediale, accesso alle risorse on-line presso laboratori informatici e connessioni wireless indirizzati nel dominio dell'Ateneo) consente allo studente di reperire facilmente informazioni. In questo modo lo studente è in grado di tenersi aggiornato sull'evoluzione dei metodi, delle tecnologie, delle normative, delle tecniche e degli strumenti di studio, di analisi e di progetto, in particolare nel settore dell'ingegneria chimica.

Il percorso formativo permette al laureato di acquisire i fondamenti scientifici e metodologici necessari per proseguire la formazione tecnica e scientifica a livello superiore (scuola di dottorato o master post-laurea) o per inserirsi proficuamente in percorsi di formazione continua.
Le capacità di apprendimento vengono verificate durante le prove d'esame, ed in particolare nella prova finale svolta su temi che richiedono un approfondimento delle conoscenze rispetto ai contenuti degli esami.  


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